低温反応性セラミックスによる太陽エネルギーの水素変換装置の試作研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10358010
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 玉浦 裕 東京工業大学, 炭素循環素材研究センター, 教授 (00108185)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 勝重 三鷹光器(株), 光学機器研究所(研究職), 所長 ; 秋山 算甫 石川島播磨重工(株), 企画部, 企画部長(研究職) ; 辻 正道 東京工業大学, 炭素循環素材研究センター, 助教授 (20111643)
• Keywords: 低温動作型 / 集光太陽エネルギー / 水素エネルギー / 二相分解反応性セラミックス / Na(Mn_1 / _3,Fe_2 / _3)O_2 / 非球面反射鏡 / フレネルレンズ / 太陽反応炉

Research Abstract

日本のように湿気のある地域における分散光の効率利用を可能とする低温動作型(500-600℃)集光太陽エネルギー/水素エネルギー連続変換装置(反応系には低温二相分解反応性セラミックス(Na(Mn_<1/3>.Fe_<2/3>)O_2)を用いる)を試作する為に、集光装置部分並びに太陽反応炉の設計及び製作を行った。
集光装置は1)低温型集光装置は太陽光追尾反射装置1台、2)2次反射装置1台、3)集光装置制御装置1台で構成することとした。
1)の太陽光追尾反射装置は0.9mx1.3mの平面ミラー(軽量プラスチック製下地により強化した)を追尾台に搭載し、集光制御装置により自動追尾できるように設計し、集光はフレネルレンズにより、15mヘリオスタット程度のイメージに相当するようにした。
2)の2次反射装置は非球面反射鏡(凹;焦点距離1.8m)から成り、3mの高さの枠組みに固定設置した。
これらの集光装置による集光性能評価は集光度の測定及び太陽追尾精度(±0.2)を確保できるように調整することにより行うこととした。
太陽反応炉は低温二相分解反応性セラミックス(Na(Mn_<1/3>.Fe_<2/3>)O_2)に集太陽光を照射し、600℃の温度が得られるように設計し、反応性セラミックスを集光軸に垂直な平板にして、反応炉内に固定する(平板固定型)為のフレームで構成された反応炉を製作した。
反応制御装置に関しては集光性能評価後、設計することとし、次年度の課題とした。

Research Products

• [Publications] Yutaka Tamaura: "Starting scinario for global solar methanol delivery system,where solar energy is hybridized with coal by solar chemical process of coal gasification" Greenhouse Gas Mitigation,Elsevier. 481-486 (1998)
• [Publications] Yutaka Tamaura: "Solar/chemical energy hybridization via Boudouard reaction for carbon utilization as a solar energy carrier;" Studies in Surf.Sci.and Cat.114. 371-374 (1998)
• [Publications] Yutaka Tamaura: "Global carbon-recycling energy delivery system for CO_2 mitigation (III) Fossil/solar energy hybridization system for utilization of carbon as solar energy carrier" Studies in Surf.Sci.and Cat.114. 285-290 (1998)
• [Publications] Yutaka Tamaura: "Thermodynamic evaluation of water splitting by a cation excessive(Ni,Mn)ferrite" Int.J.Hydrogen Energy. 23. 1185-1191 (1998)
• [Publications] Yutaka Tamaura: "Solar hydrogen production by using ferrites" Solar Energy. 65. 21-23 (1999)
• [Publications] Yutaka Tamaura: "Gasification of waste tyre and plastic(PET)by solar thermochemical process for solar energy utilization" Solar Energy. 65. 55-57 (1999)
• [Publications] Yutaka Tamaura: "Photochemical Effect on Reduction of Ultrafine(Ni,Zn)Ferrite by CO at 300°C" J.Chem.Soc.Faraday Trans.94. 1243-1248 (1998)
• [Publications] Yutaka Tamaura: "Synthesis of(Li,Mn)ferrite by reaction of ultrafine γ-Fe_2O_3 with LiMn_2O_4 spinel at 650°C" Materials Research Bulletin. 34. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "革新的ソーラ熱化学プロセスの概要と国際協力の可能性調査-太陽熱エネルギーと石炭・天然ガスのハイブリッド利用" エネルギー総合工学. 21. 48-65 (1998)
• [Publications] 玉浦 裕: "太陽熱エネルギーシステムの構築" The HOTLINE. 28. 1-6 (1998)
• [Publications] 玉浦 裕: "ソーラハイブリッド燃料" エコインダストリー. 3. 5-11 (1998)
• [Publications] 玉浦 裕: "散乱光を高精度補正した直達日射量の測定とひまわり可視画像との関連" 日本気象学会1998年度秋季大会講演予稿集. 245 (1998)
• [Publications] 玉浦 裕: "市場性のあるソーラハイブリッド燃料生産" 第15回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "溶融塩を用いるソーラ石炭ガス化" 第15回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "(Li,Mn)フェライト[Li_xMn_<2x>Fe_3-_<3x>O_4]の合成と酸素吸収・放出反応" 第9回固体の反応性討論会講演予稿集. 165-168 (1998)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(13)金属酸化物を用いる水素発生反応の比較" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(14)Mn-フェライト/炭酸ナトリウムによる多段階水分解反応" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(15)雰囲気ガス制御によるNaxMyOz化合物中からのナトリウムイオンの分離" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(16)ソーラハイブッリッド燃料のCO_2削減効果" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(17)キセノン擬似太陽光を用いたH_2O:CH_4=1:1によるメタンの水蒸気改質" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(18)溶融塩を用いたメタンCO_2改質" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(19)Boudouard反応を用いた太陽/化学エネルギー変換の集光熱効果" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(20)溶融アルカリ炭酸塩中におけるBoudouard反応の速度論的解析" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(21)石炭ガス化溶融炭酸塩太陽炉のエネルギーの変換効率" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(22)フェライトの酸素放出過程における光照射効果" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "集光太陽エネルギーの化学エネルギー変換(23)直達・極小散乱角散乱光集光による太陽/化学エネルギー変換高効率化太陽炉の提案" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 玉浦 裕: "食品容器より移行するフタル酸エステル化合物の分析" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)
• [Publications] 辻 正道: "イオン交換等温線に基づく熱力学および分配パラメータの評価" 日本化学会第76春季年会講演予稿集. (1999)